随着石英应用市场的快速发展,中国近年来持续加大石英原料资源的开发力度,勘查找矿成果频现,然而受复杂地质条件制约,区域成矿环境差异显著,致使原料品质呈现明显地域性特征。


高纯石英是SiO2纯度大于99.9%的石英砂系列产品的总称,其本质是以天然石英矿为原料,经提纯加工 获得的具有极高SiO2纯度且具有一定粒度组成的石英晶体原材料。高纯石英是硅产业高端产品的物质基础,是新一代信息技术、新能源和高端装备等战略性新兴产业的关键基础材料。


由高纯石英制备的石英玻璃等制品具有耐高温、耐腐蚀、低热膨胀性、高度绝缘性和透光率高等优异的物理化学特性。随着全球新技术与新材料产业的快速发展,高纯石英在半导体、光通讯和航空航天等领域的需求持续增长,在国家资源安全保障方面具有重要地位。当前,我国对国内石英原料资源准确的评价方案,矿床成矿机制尚不完全清楚,导致国内优质石英原料矿床的开发利用程度较低,严重制约了中国石英原料产业的发展速度。


对高纯石英原料开展评价方案及工艺矿物学特征研究,具有重要的现实意义和战略价值。矿石的工艺矿物学研究能够为选矿工艺设计提供重要指导,我国应高度重视并加强高纯石英矿物资源的矿物学应用基础研究,以推动相关产业的高质量发展,这对选矿提纯技术方案的制定至关重要。


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因此,西南科技大学孙红娟教授课题组,将国内花岗伟晶岩矿与美国北卡罗来纳州的花岗伟晶岩矿进行对比,并探讨其提纯工艺的差异,揭示高纯石英原料提纯潜力对其最终结果的影响。


结论:


  • 美国北卡罗来纳州花岗伟晶岩(MG)与中国某矿点花岗伟晶岩(ZG)具有相似的化学成分(SiO2 含量分别为71.80%和70.69%),但是它们的提纯效果却有较大差异,经优化提纯后MG样品达4N8级(SiO2纯度为99.998%),ZG样品仅达4N4级(SiO2纯度为99.994%)。 


  • MG样品以石英、钠长石和白云母为主,脉石矿物界限清晰,整体提纯效果较好;ZG样品含黑电气石等暗色矿物,包裹体数量多且嵌布复杂,需针对性优化浮选-酸浸工艺,导致提纯成本增加30%以上,且最终产品杂质残留量仍高于MG样品68.01%。 


  • 花岗伟晶岩型石英原料的提纯效果与其矿物组合特征及结构属性存在显著相关性,杂质元素的赋存状态(如类质同象替代、包裹体封存或矿物连生体) 及其空间分布情况对提纯工艺参数优化具有决定性影响。 


  • 高纯石英原料提纯潜力的评价方案应包括五个关键指标:矿物组成、化学成分、嵌布特征、包裹体及纯矿物纯度。


2025年10月19-20日,由弘燊石英产业大会组织的“2025国际硅基材料产业展暨第五届江苏国际石英产业大会”将在江苏南京空港国际博览中心召开,届时西南科技大学孙红娟教授,将分享《优质花岗伟晶岩型石英工艺矿物学特点与提纯工艺》主题报告。


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